Ⅰ形大高宽比屈曲约束钢板剪力墙的试验和理论研究
[摘要]基于普通钢板剪力墙具有易发生平面外屈曲，不能充分发挥钢板剪力墙的承载力；在往复荷载作用下，滞回曲线捏缩效应严重，不利于耗能减震；钢板耐火性能差等主要缺点，提出一种新型大高宽比屈曲约束钢板剪力墙。本文通过缩尺模型试验对4组该屈曲约束钢板剪力墙模型进行单调加载和循环加载试验，并与一组纯钢板剪力墙试验进行对比。试验表明，预制混凝土钢板剪力墙可以有效地对钢板平面外失稳进行约束，从而极大的提高了钢板剪力墙的承载力和耗能性能。同时还推导了这种屈曲约束钢板剪力墙初始刚度和屈服承载力的理论公式，通过与实验结果和有限元分析结果的对比，验证该理论公式的正确性。
[关键词]屈曲约束；钢板剪力墙；缩尺模型试验
Experimental and theoretical study on slim Ⅰ-shape buckling-restrained
steel plate shear walls
[Abstract]As a promising lateral load resisting elements in new or retrofit construction of building s, buckling-restrainedcomposite steel plate shear wall clamped with concrete plates (BRSP) has gained a g rea t deal of attention ofresearchers and engineers.However , almost all of BRSPs being studied and constructed are in small aspect ratio , ofwhich width is equal or larger than the height .Actually , in some situations, BRSP in large aspect ratio may beserviceable if there do not have enough space to put a wide BRSP .Therefore , several experimental investigationshave been conducted on narrow BRSPs with large aspect ratio , including monotonic loading tests and cyclic loadingtests on four sets of BRSP with different aspect ratio from 2∶1 to 4∶1, as w ell as a comparative test on a normal steelplate shear wall.Form of the walls was modified to improve their energy dissipation.Experimental results areexamined to reveal the wall' s failure mechanics, ductility performance , hysteretic behavior and ultimate load-carryingcapacity .Analytical models have been verified by the experiments and design guidelines have been provided for theapplication of BRSP .
[Keywords]buckling-restrained; steel plate shear wall;
一、前言
屈曲约束钢板剪力墙是内嵌在钢框架中的抗侧力结构构件[1]，由钢板和混凝土板组合而成，混凝土板为钢板提供侧向约束，防止钢板屈曲失稳，钢板的主要作用是承受竖向承载力，通过两者的协同作用提高了钢板的抗剪承载力，改善结构的抗震滞回耗能能力，同时混凝土板还可以作为钢板的防火保护［2］。这种剪力墙具有与建筑功能协调、布置灵活、结构性能好等优点，能够顺应建筑产业化的发展要求，是一种极富应用前景的抗侧力构件。
目前研究的钢板墙与组合墙基本上都是比较宽的墙(小高宽比), 宽的钢板剪力墙需要占用较大的开间布置,但是在一些建筑中, 如钢结构住宅开有门窗的外立面上和一些需要开敞空间的地方, 很难找到足够的位置布置宽剪力墙, 只有大高宽比、比较窄的钢板墙能满足需要。此外, 当高宽比变大时, 钢板墙的一些性能也会有一些变化。由于目前还没有专门针对这类组合钢板剪力墙的研究, 因此,本文对一组大高宽比组合钢板剪力墙进行了单调和循环加载的试验研究。
二、I 形屈曲约束钢板剪力墙的试验研究
为了解大高宽比Ⅰ型钢板剪力墙的结构性能, 验证理论分析方法和结果的可靠性, 对几组缩尺钢板剪力墙模型进行拟静力试验, 以得到大高宽比Ⅰ型组合钢板剪力墙的抗震性能, 包括钢板变形、预制混凝土板对钢板的约束机理、混凝土板的破坏情况以及墙板的屈曲、屈服、极限承载力、延性和耗能能力等。试验在同济大学结构实验室进行。
2.1试验准备
对五种不同规格的大高宽比Ⅰ型钢板剪力墙分别进行单调加载和循环加载试验。缩尺模型的比例为1∶3 。钢板剪力墙试件规格如图2所示。第一组试件I-180 是纯钢板剪力墙(图2(a)) ，第二～第五组试件是屈曲约束钢板剪力墙，第四组IC-180 (图2(d)) 与第一组模型I-180 尺寸相同，进行纯钢板墙和屈曲约束钢板墙的对比。第三组IC-280B (图2(c)) 和第二组模型IC-280A 的几何尺寸完全相同(图2(b)) ，但第三组模型中，多用了一排约束螺栓进行混凝土板与钢板的固定，以研究约束螺栓间距的大小对墙体性能的影响。
另外，研究显示［5-6］，在钢板墙端与梁连接的位置容易发生脆性撕裂或局部屈曲，影响屈曲约束钢板墙耗能性能的发挥。为此，本文将传统的矩形形状钢板剪力墙(图1(a)) 改进成图1(b) 所示的“I 形”墙: 高度为H 的钢板在端部h
s
高度范围
内，向左右分别放宽b
s ，端部宽度为B，中段宽度为b
，其间用半径为r 的圆弧过
渡。钢板上下端分别和上下框架梁用高强螺栓连接，钢板两侧用普通螺栓固定预制混凝土板，如图1(c) 所示。
（a）矩形钢板剪力墙（b）I形钢板剪力墙（c）加混凝土板后的I形剪力墙
图1矩形和I 形大高宽比屈曲约束钢板剪力墙
Fig.1 Rectangle shape and I-shape buckling restrained SPSW system
试件的板材为Q235-B 级, 厚度为3 .5mm , 通过材性试验确定了钢材在单向拉伸状态下的力学性能参数, 包括:屈服应力σy 、极限抗拉强度σu 、伸长率δ。试件按国家标准《金属材料室温拉伸试验方法》(GB/ T 228-2002)[4]制作, 试验结果如表2 所示, 应力-应变曲线取试件平均值, 如图4 所示。
表1钢材材性试验结果
Table 1 Material properties
批次编号厚度
( mm)
屈服强度
( N/mm2 )
抗拉强度
( N/mm2 )
伸长率
( %)
第一批LY1-1 3.5 320 475 38.5 LY1-2 3. 5 315 460 33.5 LY1-3 3.5 320 475 35.0 均值 3.5 318 470 35.7
第二批LY2-1 3.531046036.5 LY2-2 3.529045536.5 LY2-3 3.529546040.0 均值 3.529845837.6
预制混凝土板厚35mm , 标号C30 。用普通螺栓与钢板连接固定, 拼装方法如图2(b)所示。钢板上的螺栓孔开成椭圆形，使混凝土板和钢板可以产生相对位移，避免在大位移时混凝土受到挤压而碎裂，从而保证混凝土板能够自始至终对钢板提供可靠的屈曲约束作用。混凝土板双面双向配筋, 钢筋3 @40 。普通螺栓型号为M16 ×150 。
图3 材料应力-应变曲线
Fig．3 Curve of stress and strain of steel
试验框架如图4所示。钢板墙的上下端与框架用M16 ×50 摩擦型高强度螺栓相连。框架顶部和底部的梁刚度很大, 可为试件提供可靠的刚性边界。不对墙施加竖向荷载。布置了10个位移测点(图4)。单调加载最大水平位移50mm，约
为层高的1 /18;往复加载最大水平位移25mm，约为层高的1 /36。所有试件在同一框架上进行加载。
2.2 试验情况
2.2.1 纯钢板剪力墙I-180
单调加载和循环加载都是刚一开始就出现屈曲(图5)。随着水平位移的增加, 面外变形也随之增加。最大面外变形的地方靠近截面缩小的位置, 大约在四分之一高度的地方。图6 是单调加载试验的荷载-位移曲线，以及与有限元结果的对比。图7是滞回曲线，捏拢现象非常严重。
2.2.2 屈曲约束钢板剪力墙IC-280A 和IC-280B
由于混凝土板呈薄板状，当与钢板拧紧时，板面极易出现裂纹，初始裂缝总体上比较细小。在加载过程中，裂缝近一步发展，裂缝数量增多，但试验结束后并没有发现贯穿裂缝(图8) 。同时，试验显示，初始裂缝对屈曲约束钢板墙的力学性能影响甚微，说明只要保持钢板和混凝土板拧紧并可以相对移动，混凝土板就能保持完好，可以比较好地对钢板起屈曲约束作用。由于混凝土板的约束，
钢板面外屈曲得到根本改观。单调加载试验中，当侧移达到50mm 时， IC-280A 最大面外变形仅为4.019mm 。
图9 显示了两个模型单调加载的力-位移曲线。从单调加载的试验结果看，280B 由于多了一排螺栓，墙的初始刚度比280A 稍高; 另外，在进入屈服阶段后，280B 的曲线有一段下降段，似乎是钢板发生了局部屈曲，但屈曲没有继续发展。从极限承载力看，两者没有大的差别。荷载-位移曲线整体上是接近的，而且接近理论计算的结果。280A 的侧移达到30mm 时，混凝土板与框架上的鱼尾板碰触，导致试验曲线异常上升。
图10是两个模型的滞回曲线。纯钢板墙由于面外屈曲, 曲线捏拢严重, 试件耗能能力很差。钢板尺寸与之相同的屈曲约束钢板剪力墙, 曲线则饱满得多。但稍有捏拢，说明钢板在加载过程中仍有少许屈曲发生，这与混凝土板面不够平整有关。此外，支座螺栓滑移也降低了承载力。多一排约束螺栓的280B 试件承载力比280A 稍高，但差别不大。
2.2.3屈曲约束钢板剪力墙IC-180
IC-180 的单调加载和循环加载试验现象与IC280A 及IC-280B 相似。图11 是该试件单调加载的试验曲线与有限元分析结果的对比，两者很接近。图12是滞回曲线，有比较长的屈服平台，稍有捏拢，但总来讲还比较饱满。
2.2.4屈曲约束钢板剪力墙IC-140
图13 是IC-140 的滞回曲线，以及与有限元结果的比较，曲线饱满，试验曲线和有限元曲线很接近。
与纯钢板墙相比, 各组合钢板墙的滞回曲线都很饱满, 但当IC-280 和IC-180 试件的侧移达到10mm 以上时, 开始有比较长的屈服平台。一方面是因为, 尽管有混凝土板的约束(混凝土板平整度也不理想), 但钢板墙还是会发生一些轻微的屈曲, 降低了承载力;另一方面, 试验过程中, 钢板墙与梁的螺栓连接有滑移, 制约了承载力提高。但从整体来看, 还是有比较好的耗能性能。
三 I 形屈曲约束钢板剪力墙的理论研究
3.1 I 形屈曲约束钢板剪力墙的初始刚度
从矩形屈曲约束钢板剪力墙着手推导I 形屈曲约束钢板剪力墙的初始刚度计算公式。因为屈曲约束钢板墙不发生面外屈曲，其上下二端的相对侧移量由二部分组成，钢板弯曲变形ζ和剪切变形δ，其水平侧移Δ = ζ + δ，其抗侧移初始刚度为:
331112 2.6()G t B EI Et
K H H H H B B
ζδ??===+=
?++ (1)
式中: E 为钢板的弹性模量，N/mm ；G 为钢材剪切变形模量，/2(1) 2.6
E G E v =+=
，N/mm;υ为钢材泊松比; H 为钢板的计算高度，mm; t 为钢板厚度，mm; B 为钢板宽度，mm; I 为钢板横截面的截面惯性矩31
12
I
tB =
,mm 4。式(1)中，H/B 相当
于矩形钢板墙的高宽比，可见高宽比是影响屈曲约束钢板剪力墙初始刚度的重要因素。
对于I 形屈曲约束钢板剪力墙的初始刚度推到采用修正系数法，即视I 形屈曲约束钢板为把矩形钢板的两端加宽，将板宽从b 0增加到b'0。定义β = b'0 /b 0为宽度修正系数。因此，I 形屈曲约束钢板剪力墙的初始刚度为:
3
3
''00
00
2.6() 2.6()Et Et K H H
H H b b b b ββ=
=
++ （2）
式中: b 0为钢板截面缩小处的宽度，mm; b'0为钢板截面缩小处的修正宽度，b'0 = βb 0;
β是一个与端部增加面积相关的参数，经大量数值分析和统计分析，β可以写成:
2
4()1.0530.95s s s s s A A h b b b A Hb πβ++-==+
(3) 式中: A 为钢板的面积( 不计端部放大区) ，A = H × b 0，mm 2 ; A s 为钢板端部截面放大区的面积，A s = 4 × ( h s + b s ) × b s － πb s 2 ，mm 2 ; h s ，b s 为钢板端部截面放大区的尺寸，详见图1
从式(2)中可以看出，定义λ'=H /βb 0为修正高宽比,则I 形屈曲约束钢板墙的初始刚度仅和钢板厚度和修正高宽比有关。取一系列不同尺寸的I 形屈曲约束钢板墙(厚度10mm)，用式(2) 进行刚度估算，同时,对钢板墙用ANSYS 进行有限元分析计算，分析采用Shell181单元。表2列出了式(2) 计算的刚度与有限元结果的比较,可以看出估算公式有较好的计算精度，当修正高宽比λ'＜ 3．5 时，相对误差基本在5%以内，当λ'＞ 3.5时，相对误差较大。这是因为高宽比增加后，刚度减小，使相对误差的增加比较显著。 3.2 I 形屈曲约束钢板剪力墙的屈服强度
采用有限元分析的方法研究I 形屈曲约束钢板剪力墙的屈服强度，对不同厚度和高宽比I 形屈曲约束钢板墙进行有限元分析［8］。结果表明，在高度y0处钢板截面，Mises 应力都达到屈服强度(图14)，因此，将该位置称为屈服线。
钢板墙任一截面同时受到弯矩和剪力的共同作用，应用材料理论，可知当钢板屈服时，有:
2
2
1y y p P M Q M Q ????
+= ? ?
???
?? (4) M p 和Q p 分别为I 形钢板墙纯弯曲屈服时的屈服弯矩和纯剪切屈服时的屈服剪力，分别由下两式计算:
2
04
P PO y y tb M W f f =?=?
(5)
0P O v f Q A f t b =?=? (6)
式中: f y ，f v 分别为钢材的抗拉强度和抗剪强度，N/mm 2 ; A 0为钢板截面缩小处的受剪面积，A 0 = t × b 0，mm 2 ; W p0为钢板截面缩小处的截面塑性抵抗矩，
2
304
PO
tb W mm =。 板中屈服线位置处的弯矩My 为:
y y y M Q H =? （7）
将式(7) 代入式(4)，可得I 形屈曲约束钢板墙的抗剪屈服承载力为
:
y Q =
H y 是屈服线距离钢板中心的距离，通过大量有限元分析
［9］
，得到:
0.88(
)2
y s s H
H h b =-- （9） 基于有限元分析方法验证公式的正确性，对多个型号的I 形钢板剪力墙分别用式(8)和ANSYS 程序分析，对试验结果进行比较，结果列于表2中。对比发现，通过（8）式计算得到的结果具有较高的准确性，试验误差在合理范围内。
四 试验结果分析
4.1参数比较
将试验结果进行归纳与整理，同时还比较了理论公式、有限元、试验结果( I-180为纯钢板剪力墙，无理论公式结果)，见表3。结果表明，采用本文理论公式计算得到的初始刚度和屈服荷载都与实际情况比较接近，说明本文推导的I 形屈曲约束钢板剪力墙的初始刚度和屈服承载力理论公式符合实际情况，可以满足实际工程的精度要求。
表2 刚度及屈服强度理论公式与有限元结果的对比
Table 2 Comparison of stiffness and yielding strength between formula and finite analysis result
序号
H （mm ） B (mm) b s (mm) b 0 (mm) h s (mm) β
'λ
刚度结果
屈服强度结果
估算公式 (kN/mm) 有限元 (kN/mm) 误差 (%) 估算公式 (kN) 有限元 (kN) 误差 (%) 1 3000 800 100 600 600 1.20 4.2 24.54 27.40 -10.45 281.85 293.91 -4.10 2
3000
1000
200
600
600
1.35
3.7
34.15
37.07
-7.87
316.36
322.89
-2.02
3 3000 1200 300 600 600 1.52 3.3 46.35 46.83 -1.0
4 359.41 359.77 -0.10
4 3000 1400 200 1000 600 1.23 2.4 98.91 102.47 -3.47 780.2
5 784.41 -0.53
5 3000 1500 250 1000 500 1.25 2.4 101.57 102.83 -1.23 744.27 758.5 -1.87
6 3000 1600 300 1000 600 1.33 2.3 118.71 121.48 -2.28 860.36 860.71 -0.04
7 2500 1500 200 1100 400 1.1 9 1.91 171.26 176.36 -2.89 955.02 930.83 2.60
8 2600 1200 200 800 500 1.27 2.55 87.97 91.25 -3.59 593.84 625.64 -5.08
9 4000 2500 250 2000 800 1.16 1.72 215.25 218.95 -1.69 1884.22 1798.14 4.79
表3 各试件结构参数比较
Table 3 Parameters comparison of all specimens
试件
初始刚度
（kN/mm）
屈服承载力
P y(kN)
屈服位移
()
y
mm
延性系数
I-180 有限元结果10.06 28.77 2.86 5.66 试验结果12.10 30.11 2.51 6.45
IC-280A 理论公式结果35.24 68.28 ——有限元结果32.74 73.04 2.23 7.26 试验结果36.42 70.29 1.93 8.39
IC-280B 理论公式结果35.24 68.28 ——有限元结果32.74 73.04 2.23 7.26 试验结果39.04 67.04 1.72 9.42
IC-180 理论公式结果15.90 46.84 ——有限元结果15.46 47.18 2.87 5.64 试验结果16.43 46.61 2.24 7.23
IC-140 理论公式结果10.17 29.3 ——有限元结果10.65 30.93 2.90 5.59 试验结果12.77 34.05 2.67 6.07
4.2骨架曲线
图15 是各屈曲约束钢板墙滞回加载的荷载位移包络线以及与单调加载曲线的对比。从图中可以看出，所有屈曲约束钢板墙的受力性能都比较稳定，没有承载力突然变的情况。除IC-180试件,其他试件的滞回位移包络线与其单调加载的荷载-位移曲线都比较接近。IC-180-2滞回加载的承载力比单调加载时低得比较多,甚至接近IC-140试件,其原因可能有二点:一是混凝土板不平整,IC-180-2滞回试件在加载过程中出现了比较明显的屈曲(图14中圈注出的部分);二是该试件是最后做的一个试件,因与其他试件均使用同一个鱼尾板,鱼尾板已被磨得很光滑,因此加载过程中的支座螺栓滑移比较严重,也降低了承载力。
4.3滞回模型
根据各试件的滞回曲线和图15骨架曲线可知，I形屈曲约束钢板剪力墙的滞回曲线和骨架曲线有如下特点:
(1) 滞回曲线稳定、饱满，滞回环没有刚度或强度的退化;
(2) 构件屈服平台较长，屈服后刚度几乎变为0;
(3) 卸载刚度很大，与初始刚度基本相同;
(4) 反向加载刚度与初始刚度基本相同。
因此，I 形屈曲约束钢板剪力墙的骨架曲线可取为16(a) 所示的二折线型［9-10］。曲线由两个关键点决定: 屈服荷载对应的点A、极限位移对应的点B。确定这2个关键点需要确定3个关键值:初始刚度、屈服承载力和极限位移。初始刚度和屈服承载力可由前文导出的理论公式得到，极限位移可定为0.02% H，H 为层高。滞回曲线则可按图16(b)取用。
五结论
通过5 组试件的单调加载和循环加载试验，可以得到以下结论:
(1)与纯钢板剪力墙相比,组合钢板剪力墙都有稳定和饱满的滞回曲线,表现出较好的塑性变形能力、耗能性能和结构力学参数;
(2)钢板开椭圆孔,可以和约束混凝土板产生相对位移,使混凝土板在加载过程中不发生严重破坏,能够比较好地承担屈曲约束的工作。因此,采取合适的构造,组合钢板剪力墙混凝土板可以比较理想地发挥屈曲约束的作用;
(3)钢板墙支座与梁的螺栓连接,容易出现滑移,在设计时需要注意;
(4)Ⅰ型构造的钢板墙有比较好的力学性能,不易在支座处因应力集中而导致钢板撕裂破坏。
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电力系统暂态分析期末复习题答案 第2章同步发电机突然三相短路 一、简答题 1.电力系统暂态过程的分类 暂态过程分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。波过程主要研 究与过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁暂态过程主要研究与 各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，功率的变化；机电暂 态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。 2.为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？ 由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在 暂态过程之中，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化， 我们就认为其运行参量是常数（平均值），系统处于稳定工作状态。由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。 3.同步发电机突然三相短路时，定子绕组电流中包含哪些电流分量？ 转子励磁绕组中包含哪些电流分量？阻尼绕组中包含哪些电流分量？它 们的对应关系和变化规律是什么？ 定子电流中包含基频交流分量、直流分量和倍频交流分量；转子励磁 绕组中包含强制励磁电流分量、直流分量和基频交流分量；d轴阻尼绕组中包含直流分量和基频交流自由分量；q轴阻尼绕组中仅包含基频交流分量。定子绕组中直流分量和倍频分量与转子励磁绕组中的基频交流分量相 对应，两者共同衰减，最后衰减至零；转子回路直流分量与定子基频交流
分量相对应，共同衰减但不会为零 4.同步发电机原始磁链方程中哪些电感系数为常数？哪些电感系数是 变化的？变化的原因是什么？ 凸极式同步发电机原始磁链方程中，转子的自感系数、转子各绕组之 间的互感系数为常数；定子的自感系数、定子绕组间的互感系数可变可不 变，定子与转子间的互感系数是变化，变化的主因是转子旋转，辅因是转 子凸级气息中d，q磁路不对称。隐极式同步发电机原始磁链方程中， 转子的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数、定子的自感系数、 定子绕组间的互感系数均为常数；定子与转子间的互感系数是变化的，变 化的原因是定子绕组和转子绕组之间存在相对运动。 5.什么是派克变换？为什么进行派克变换？ 派克变换是将空间静止不动定子A、B、C三相绕组用两个随转子同步旋转的绕组和一个零轴绕组来等效替换，两个随转子同步旋转的绕组一个 位于转子d轴方向，称为d轴等效绕组；一个位于q轴方向称为q轴等效绕组。派克变换的目的是将原始磁链方程中的变系数变换为常系数，从 而使发电机的原始电压方程由变系数微分方程变换为常系数微分方程，以 便于分析计算。 6.电流的0轴分量不产生随气隙分布的磁动势,Park变换为什么还要加入电流的0轴分量？ 7.同步发电机的稳态参数与方程。 ?有何意义。8.凸极同步发电机模型中引入EQ 凸级同步发电机Xd不等于Xq，故发电机的向量方程写不成全向量形
滑坡稳定性计算与评价报告 姓名：陈洁霞 班号：042081-27
学号：20081003405 滑坡稳定性计算评价 一、岩村滑坡工程地质环境 1、滑坡形态 该滑坡位于陕西省榆林市横山县魏家楼乡天云煤矿对面。整体上形态呈“簸箕”形，滑坡后缘高程为1099.71m，前缘高程为1073.32m，高差约27.0m。路基三级边坡切削滑坡前缘，边坡坡度约为45°。滑坡前缘宽度约为76.0m，顺主滑方向长约50.0m，滑体最大厚度约为14.0m，体积约2.1*104m3，为一中型土质滑坡。 2、滑体岩土特征 该滑坡体的岩土沿深度范围可以分为三层。上层为黄土状土（原黄土），多呈浅黄色，厚度5.0～7.0m，滑体前缘最薄处约3.0m，中间约6.7m，后缘最厚处约8.0m，垂直裂隙发育，岩性呈可塑～硬塑状态，结构较松散，钻孔岩芯呈散块状，夹有少量植物根系及黑色斑点，粉粒含量较高；中层黄土状土（原古土壤），褐黄-棕红色，厚度约2m，硬塑状态，结构致密，钻孔岩芯呈柱状，夹有白色菌丝及少量钙质结核；下层又为浅黄色黄土状土（原黄土），厚度在1.0～3.0m之间，硬塑状态，结构致密，钻孔岩芯呈散块-短柱状，夹杂黑色斑点及白色菌丝，ZK2-2该层下部可见砾石及泥砂岩层，但ZK2-1揭示该层下部缺失砾石层，分析认为是由于滑坡造成此处砾石层被推出。滑体土物理力学性质统计见表1。 根据钻孔及探井所揭露的滑动面位置，可以推断出该滑坡的滑动面剖面形状为近似圆弧形，滑坡前缘大致与基岩面紧密接触。 3、滑坡变形破坏与成因分析 根据野外调查和勘探，该滑坡是在边坡重新刷坡完毕后，发生连续暴雨，雨水沿土体表面垂直裂隙及落水洞下渗而引发的。滑坡产生后，边坡中上部出现错台裂缝，错台高度达2-3m，严重威胁到了路基安全；坡体表层也出现了弧形的张拉裂缝，裂缝宽度0.5~3cm，深度1~6m，个别裂缝已深入至强风化基岩中。 从总体上来看，造成滑坡的成因主要有以下几点： ①、坡体结构是形成滑坡的物质基础。上覆黄土，下伏伏泥岩-砂岩是易滑坡地层，本边坡上部黄土易渗水，下部泥岩相对隔水，从而形成滑动带，使其具备了滑坡的条件。 ②、连续暴雨是滑坡产生的直接诱因。 ③、高边坡开挖过程中，由于放炮及土方开挖等工程因素，造成土体结构松动，边坡前缘形成高陡临空面，边坡土体发生应力重分布，是形成滑坡的另一重要因素。 表1 滑体土物理力学性质指标统计表 统计项目样本个数最大值最小值平均值 天然含水率(W) % 29 13.8 3.2 7.2 天然密度(ρ)g/cm3 16 1.99 1.41 1.66
性能稳定性分析 1功角的具体含义。 电源电势的相角差，发电机q轴电势与无穷大系统电源电势之间的相角差。 电磁功率的大小与δ密切相关，故称δ为“功角”或“功率角”。电磁功率与功角的关系式被称为“功角特性”或“功率特性”。 功角δ除了表征系统的电磁关系之外，还表明了各发电机转子之间的相对空间位置。 2功角稳定及其分类。 电力系统稳态运行时，系统中所有同步发电机均同步运行，即功角δ是稳定值。系统在受到干扰后，如果发电机转子经过一段时间的运动变化后仍能恢复同步运行，即功角δ能达到一个稳定值，则系统就是功角稳定的，否则就是功角不稳定。 根据功角失稳的原因和发展过程，功角稳定可分为如下三类： 静态稳定（小干扰） 暂态稳定（大干扰） 动态稳定（长过程） 3电力系统静态稳定及其特点。 定义：指电力系统在某一正常运行状态下受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到原始运行状态的能力。如果能，则认为系统在该正常运行状态下是静态稳定的。不能，则系统是静态失稳的。 特点：静态稳定研究的是电力系统在某一运行状态下受到微小干扰时的稳定性问题。系统是否能够维持静态稳定主要与系统在扰动发生前的原始运行状态有关，而与小干扰的大小、类型和地点无关。 4电力系统暂态稳定及其特点。 定义：指电力系统在某一正常运行状态下受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来的稳态运行状态的能力。通常指第一或第二振荡周期不失步。如果能，则认为系统在该正常运行状态下该扰动下是暂态稳定的。不能，则系统是暂态失稳的。 特点：研究的是电力系统在某一运行状态下受到较大干扰时的稳定性问题。系统的暂态稳定性不仅与系统在扰动前的运行状态有关，而且与扰动的类型、地点及持续时间均有关。 作业2 5发电机组惯性时间常数的物理意义及其与系统惯性时间常数的关系。 表示在发电机组转子上加额定转矩后，转子从停顿状态转到额定转速时所经过的时间。TJ=TJG*SGN/SB 6例题6-1 (P152) （补充知识：当发电机出口断路器断开后，转子做匀加速旋转。汽轮发电机极对数p=1。额定频率为50Hz。要求列写每个公式的来源和意义。）题目:已知一汽轮发电机的惯性时间常数Tj=10S,若运行在输出额定功率状态，在t=0时其出口处突然断开。试计算（不计调速器作用） （1）经过多少时间其相对电角度（功角）δ=δ0+PAI.(δ0为断开钱的值）（2）在该时刻转子的转速。 解:（1）Tj=10S,三角M*=1,角加速度d2δ/dt2=三角M*W0/Tj=W0/10=31.4RAD/S2 δ=δ0+0.5dd2δ/dt2 所以PI=0.5*2PI*f/10t方 t=更号10/50=0.447 （2）t=0.447时，
广西大学实验报告纸 组长： 组员： 指导老师： 成绩： 学院：电气工程学院 专业：自动化 班级：163 实验容：实验五 二阶瞬态响应特性与稳定性分析 2018年5月11日 【实验时间】 2018年 5月 11日 【实验地点】 综合808 【实验目的】 1、以实际对象为基础，了解和掌握典型二阶系统的传递函数和模拟电路图。 2、观察和分析典型二阶系统在欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的响应曲线。 3、学会用MATLAB 分析系统稳定性。 【实验设备与软件】 1、Multisim 10电路设计与仿真软件 2、labACT 试验台与虚拟示波器 3、MATLAB 数值分析软件 【实验原理】 1、被模拟对象模型描述 永磁他励电枢控制式直流电机如图1（a ）所示。根据Kirchhoff 定律和机电转换原理，可得如下方程 u k Ri dt di L e =++ω （1） l t T i k b dt d J -=+ωω （2） ωθ =dt d （3） 式中，各参数如图1（a ）所示：L 、R 为电机和负载折合到电机轴上的转动惯量，Tl 是折合到电机轴上的总的负载转矩，b 是电机与负载折合到电机轴上的粘性摩擦系数；kt 是转矩系数（Nm/A ），k e 是反电动势 系数（Vs/rad ）。令R L /e =τ(电磁时间常数)，b J /m =τ（机械时间常数） ，于是可由这三个方程 画出如图1（b ）的线性模型框图。 将Tl 看成对控制系统的扰动，仅考虑先行模型框图中()()s s U Θ→的传递函数为 ()()()()()s Rb k k s s Rb k s U s s G t e m e t 1 /11/?+++=Θ= ττ （4） 考虑到电枢电感L 较小，在工程应用中常忽略不计，于是上式转化为
稳定性分析 2009-10-14 14:18 1功角的具体含义。 电源电势的相角差，发电机q轴电势与无穷大系统电源电势之间的相角差。 电磁功率的大小与δ密切相关，故称δ为“功角”或“功率角”。电磁功率与功角的关系式被称为“功角特性”或“功率特性”。 功角δ除了表征系统的电磁关系之外，还表明了各发电机转子之间的相对空间位置。 2功角稳定及其分类。 电力系统稳态运行时，系统中所有同步发电机均同步运行，即功角δ 是稳定值。系统在受到干扰后，如果发电机转子经过一段时间的运动变化后仍能恢复同步运行，即功角δ 能达到一个稳定值，则系统就是功角稳定的，否则就是功角不稳定。 根据功角失稳的原因和发展过程，功角稳定可分为如下三类： 静态稳定（小干扰） 暂态稳定（大干扰） 动态稳定（长过程） 3电力系统静态稳定及其特点。 定义：指电力系统在某一正常运行状态下受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到原始运行状态的能力。如果能，则认为系统在该正常运行状态下是静态稳定的。不能，则系统是静态失稳的。 特点：静态稳定研究的是电力系统在某一运行状态下受到微小干扰时的稳定性问题。系统是否能够维持静态稳定主要与系统在扰动发生前的原始运行状态有关，而与小干扰的大小、类型和地点无关。 4电力系统暂态稳定及其特点。 定义：指电力系统在某一正常运行状态下受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来的稳态运行状态的能力。通常指第一或第二振荡周期不失步。如果能，则认为系统在该正常运行状态下该扰动下是暂态稳定的。不能，则系统是暂态失稳的。 特点：研究的是电力系统在某一运行状态下受到较大干扰时的稳定性问题。系统的暂态稳定性不仅与系统在扰动前的运行状态有关，而且与扰动的类型、地点及持续时间均有关。 作业2 5发电机组惯性时间常数的物理意义及其与系统惯性时间常数的关系。 表示在发电机组转子上加额定转矩后，转子从停顿状态转到额定转速时所经过的时间。TJ=TJG*SGN/SB 6例题6-1 (P152) （补充知识：当发电机出口断路器断开后，转子做匀加速旋转。汽轮发电机极对数p=1。额定频率为50Hz。要求列写每个公式的来源和意义。）题目:已知一汽轮发电机的惯性时间常数Tj=10S,若运行在输出额定功率状态，在t=0时其出口处突然断开。试计算（不计调速器作用） （1）经过多少时间其相对电角度（功角）δ=δ0+PAI.(δ0为断开钱的值）（2）在该时刻转子的转速。 解:（1）Tj=10S,三角M*=1,角加速度d2δ/dt2=三角M*W0/Tj=W0/10=S2 δ=δ0+δ/dt2 所以PI=*2PI*f/10t方 t=更号10/50=
L- 腈化物稳定性试验报告 一、概述 L-腈化物是L- 肉碱生产过程中的第一步中间体（第二步中间体： L-肉碱粗品；第三步中间体：L-肉碱潮品），由于L- 肉碱生产工艺为 间歇操作，即每生产一步中间体，生产完毕并出具合格检测报告后，存 入中间体仓库，以备下一步生产投料所需。根据本公司L- 肉碱产品的 整个生产周期，L- 腈化物入库后可能存放的最长时间为4 周（约28 天）。以此周期为时间依据制定了L- 腈化物稳定性试验方案，用于验 证L-腈化物在再试验期限内的各项质量指标数据的稳定性，并且能否符 合L- 腈化物的质量标准，此次稳定性试验的整个周期为28 天，具体 的稳定性试验方案以ICH 药物稳定性指导原则为基础制定，以确保L- 腈化化物稳定性试验的可操作性。 二、验证日期 2010 年1 月13 日- 2010 年2 月10 日 三、验证方案 1）样品储存和包装： 考虑到L- 腈化物今后的贮藏、使用过程，本次用于稳定性试验的样品 批次与最终规模生产所用的L- 腈化物的包装和放置条件相同。 2）样品批次选择：此次稳定性试验共抽取三批样品，且抽取样品的批次与 最终规模生产时的合成路线和生产工艺相同
3）抽样频率和日期：从2010.1.13 起，每隔7 天取样一次，共取五次，具体日期为：2010.1.13 、2010.1.20 、2010.1.27 、 2010.2.3 、2010.2.10 ，以确保试验次数足以满足L- 腈化物的稳 定性试验的需要。。 4）检测项目：根据L- 腈化物的质量标准的规定，此次稳定性试验的检测项目共五项，分别为外观、氯含量、熔点、比旋度、干燥失重。这 些指标在L- 腈化物的储存过程中可能会发生变化，且有可能影响 其质量和有效性。 5）试样来源和抽样：L- 腈化物由公司102 车间生产，经检测合格后储存于中间体仓库，本次稳定性试验的L- 腈化物均取自于该中间体仓 库，其抽样方法和抽样量均按照L- 腈化物抽样方案进行抽样。抽 样完毕后直接进行检测分析，并对检测结果进行登记，保存，作为稳 定性数据评估的依据。 四、稳定性试验数据变化趋势分析及评估 通过对三批L- 腈化物的稳定性试验，对其物理、化学方面稳定性资料进行评价，旨在建立未来相似情况下，大规模生产出的L- 腈化物是否适用 现有的再试验期（28天）。批号间的变化程度是否会影响未来生产的
第一章绪论 1、仪器分析和化学分析： 仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；、 化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。 2、标准曲线与线性范围： 标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线； 标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。 3、灵敏度、精密度、准确度和检出限： 物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度； 精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度； 试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度； 某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。 第三章光学分析法导论 1、原子光谱和分子光谱： 由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱； 由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。 2、原子发射光谱和原子吸收光谱： 当原子受到外界能量（如热能、电能等）的作用时，激发到较高能级上处于激发态。但激发态的原子很不稳定，一般约在10-8 s内返回到基态或较低能态而发射出的特征谱线形成的光谱称为原子发射光谱； 当基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能态，这种选择性地吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。 3、线光谱和带光谱： 4、光谱项和光谱支项； 用n、L、S、J四个量子数来表示的能量状态称为光谱项，符号为n 2S + 1 L； 把J值不同的光谱项称为光谱支项，表示为n 2S + 1 L J。 5、统计权重和简并度； 由能级简并引起的概率权重称为统计权重； 在磁场作用下，同一光谱支项会分裂成2J＋1个不同的支能级，2J＋1称为能级的简并度。 6、禁戒跃迁和亚稳态； 不符合光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁； 若两光谱项之间为禁戒跃迁，处于较高能级的原子具有较长的寿命，原子的这种状态称为亚稳态。 7、 8、 9、分子荧光、磷光和化学发光； 荧光和磷光都是光致发光，是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态，再由激发态回到基态而产生的二次辐射。 荧光是由单重激发态向基态跃迁产生的光辐射， 磷光是单重激发态先过渡到三重激发态，再由三重激发态向基态跃迁而产生的光辐射。 化学发光是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射。 10、拉曼光谱。 拉曼光谱是入射光子与溶液中试样分子间的非弹性碰撞引起能量交换而产生的与入射光频率不同的散射光形成的光谱。 第四章原子发射光谱法
1．采用分裂导线的目的是（ A ） A.减小电抗 B.增大电抗 C.减小电纳 D.增大电阻 2．下列故障形式中对称的短路故障为（ C ） A.单相接地短路 B.两相短路 C.三相短路 D.两相接地短路 3．简单系统静态稳定判据为（ A ） A.>0 B.<0 C.=0 D.都不对 4．应用等面积定则分析简单电力系统暂态稳定性，系统稳定的条件是（ C ）A.整步功率系数大于零B.整步功率系数小于零 C.最大减速面积大于加速面积 D.最大减速面积小于加速面积 5．频率的一次调整是（ A ） A.由发电机组的调速系统完成的 B.由发电机组的调频系统完成的 C.由负荷的频率特性完成的 D.由无功补偿设备完成的 6.系统备用容量中，哪种可能不需要( A ) A.负荷备用 B.国民经济备用 C.事故备用 D.检修备用 7．电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的（A ）A.可靠性要求B.经济性要求 C.灵活性要求 D.优质性要求 9．中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故障相电压升高至（ A ） A.线电压 B.1.5倍相电压 C.1.5倍线电压 D.倍相电压 10.P-σ曲线被称为( D ) A.耗量特性曲线 B.负荷曲线 C.正弦电压曲线 D.功角曲线 11.顺调压是指( B )
A.高峰负荷时，电压调高，低谷负荷时，电压调低 B.高峰负荷时，允许电压偏低，低谷负荷时，允许电压偏高 C.高峰负荷，低谷负荷，电压均调高 D.高峰负荷，低谷负荷，电压均调低 12.潮流方程是( D ) A.线性方程组 B.微分方程组 C.线性方程 D.非线性方程组 13.分析简单电力系统的暂态稳定主要应用( B ) A.等耗量微增率原则 B.等面积定则 C.小干扰法 D.对称分量法 14.电力线路等值参数中消耗有功功率的是（A） A.电阻 B.电感 C.电纳 D.电容 15.一般情况，变压器的负序电抗X T（2）与正序电抗X T（1）的大小关系为（C） A.X T（1）>X T(2) B.X T（1）
滑坡稳定性计算评价 一、岩村滑坡工程地质环境 1、滑坡形态 该滑坡位于陕西省榆林市横山县魏家楼乡天云煤矿对面。整体上形态呈“簸箕”形，滑坡后缘高程为1099.71m，前缘高程为1073.32m，高差约27.0m。路基三级边坡切削滑坡前缘，边坡坡度约为45°。滑坡前缘宽度约为76.0m，顺主滑方向长约50.0m，滑体最大厚度约为14.0m，体积约2.1*104m3，为一中型土质滑坡。 2、滑体岩土特征 该滑坡体的岩土沿深度范围可以分为三层。上层为黄土状土（原黄土），多呈浅黄色，厚度5.0～7.0m，滑体前缘最薄处约3.0m，中间约6.7m，后缘最厚处约8.0m，垂直裂隙发育，岩性呈可塑～硬塑状态，结构较松散，钻孔岩芯呈散块状，夹有少量植物根系及黑色斑点，粉粒含量较高；中层黄土状土（原古土壤），褐黄-棕红色，厚度约2m，硬塑状态，结构致密，钻孔岩芯呈柱状，夹有白色菌丝及少量钙质结核；下层又为浅黄色黄土状土（原黄土），厚度在1.0～3.0m之间，硬塑状态，结构致密，钻孔岩芯呈散块-短柱状，夹杂黑色斑点及白色菌丝，ZK2-2该层下部可见砾石及泥砂岩层，但ZK2-1揭示该层下部缺失砾石层，分析认为是由于滑坡造成此处砾石层被推出。滑体土物理力学性质统计见表1。 根据钻孔及探井所揭露的滑动面位置，可以推断出该滑坡的滑动面剖面形状为近似圆弧形，滑坡前缘大致与基岩面紧密接触。 3、滑坡变形破坏与成因分析 根据野外调查和勘探，该滑坡是在边坡重新刷坡完毕后，发生连续暴雨，雨水沿土体表面垂直裂隙及落水洞下渗而引发的。滑坡产生后，边坡中上部出现错台裂缝，错台高度达2-3m，严重威胁到了路基安全；坡体表层也出现了弧形的张拉裂缝，裂缝宽度0.5~3cm，深度1~6m，个别裂缝已深入至强风化基岩中。 从总体上来看，造成滑坡的成因主要有以下几点： ①、坡体结构是形成滑坡的物质基础。上覆黄土，下伏伏泥岩-砂岩是易滑坡地层，本边坡上部黄土易渗水，下部泥岩相对隔水，从而形成滑动带，使其具备了滑坡的条件。 ②、连续暴雨是滑坡产生的直接诱因。 ③、高边坡开挖过程中，由于放炮及土方开挖等工程因素，造成土体结构松动，边坡前缘形成高陡临空面，边坡土体发生应力重分布，是形成滑坡的另一重要因素。 表1 滑体土物理力学性质指标统计表 统计项目样本个数最大值最小值平均值 天然含水率(W) % 29 13.8 3.2 7.2 天然密度(ρ)g/cm3 16 1.99 1.41 1.66 干密度(ρd)g/cm3 16 1.63 1.34 1.47 比重(Gs) 29 2.71 2.68 2.69 孔隙比(e0) 18 1.12 0.66 0.88
精品 实验题目控制系统的稳定性分析 一、实验目的 1．观察系统的不稳定现象。 2．研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。 二、实验仪器 1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 三、系统模拟电路图 系统模拟电路图如图3-1 图3-1 系统模拟电路图R3=0～500K； C=1μf或C=0.1μf两种情况。 四、实验报告 1．根据所示模拟电路图，求出系统的传递函数表达式。 G(S)= K=R3/100K,T=CuF/10 2．绘制EWB图和Simulink仿真图。
精品 3．根据表中数据绘制响应曲线。 4．计算系统的临界放大系数，确定此时R3的值，并记录响应曲线。 系统响应曲线 实验曲线Matlab （或EWB）仿真 R3=100K = C=1UF 临界 稳定 （理论值 R3= 200K） C=1UF
精品 临界 稳定 （实测值 R3= 220K） C=1UF R3 =100K C= 0.1UF
精品 临界 稳定 （理论 值R3= 1100 K） C=0.1UF 临界稳定 （实测值 R3= 1110K ） C= 0.1UF
精品 实验和仿真结果 1．根据表格中所给数据分别进行实验箱、EWB或Simulink实验，并进行实验曲线对比，分析实验箱的实验曲线与仿真曲线差异的原因。 对比： 实验曲线中R3取实验值时更接近等幅振荡，而MATLAB仿真时R3取理论值更接近等幅振荡。 原因： MATLAB仿真没有误差，而实验时存在误差。 2．通过实验箱测定系统临界稳定增益，并与理论值及其仿真结果进行比较（1）当C=1uf，R3=200K(理论值)时，临界稳态增益K=2， 当C=1uf，R3=220K(实验值)时，临界稳态增益K=2.2，与理论值相近（2）当C=0.1uf，R3=1100K(理论值)时，临界稳态增益K=11 当C=0.1uf，R3=1110K(实验值)时，临界稳态增益K=11.1，与理论值相近 四、实验总结与思考 1．实验中出现的问题及解决办法 问题：系统传递函数曲线出现截止失真。 解决方法：调节R3。 2．本次实验的不足与改进 遇到问题时，没有冷静分析。考虑问题不够全面，只想到是实验箱线路的问题，而只是分模块连接电路。 改进：在实验老师的指导下，我们发现是R3的取值出现了问题，并及时解决，后续问题能够做到举一反三。 3．本次实验的体会 遇到问题时应该冷静下来，全面地分析问题。遇到无法独立解决的问题，要及时请教老师，
第五章生态系统及其稳定性练习题（一） 姓名：________ 班别：______ 座号：______ 成绩：_______ 1、下列有关生态系统结构的叙述，不正确的是（） A．生产者都是自养生物，主要是绿色植物 B. 动物不一定是消费者，微生物不一定是分解者 C. 生态系统的结构指非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 D. 生产者属于第一营养级，是生态系统的基石 2、在生态系统中，连接生物和无机环境的两个重要组成成分是（） A．生产者和非生物成分 B．消费者和有机物质 C．生产者和消费者 D．生产者和分解者 3、下列有关生态学观点的叙述，错误的是（） A．生态缸放置时要避免阳光直接照射 B．桑基鱼塘生态系统体现了物质循环和能量多级利用的原理 C．生态系统的信息传递只发生在生物之间，不发生在生物与无机环境之间 D．生态系统能量流动的特点是单向流动，逐级递减的 4、下列有关生态系统结构的叙述，正确的是（） A．每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上 B．动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级 C．自养生物都是生产者，是生态系统的主要成分 D．细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类 5、金钱豹会用尿液划出自己的领域范围，以此来警告同类，金钱豹尿液所散发出的气味属于（） A．物理信息B．化学信息 C．行为信息D．营养信息 6、下列不属于生态系统功能过程描述的是（） A．生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用 B．蜜蜂发现蜜源时，就会通过“跳舞“动作“告诉“同伴去采蜜 C．在植物→鼠→蛇这条食物链中，鼠是初级消费者，第二营养级 D．根瘤菌将大气的氮气转化成为含氮的无机化合物被植物利用 7、如图表示某生态系统中生物成分之间的关系，下列有关叙述中，正确的是（）A．图示结构中所有成分可以组成生态系统 B．图中可能组成三条食物链 C．“鸟”属于生态系统的第三营养级、三级消费者 D．蚯蚓在生态系统中的功能与图中腐生微生物相同 8、下面关于生态系统的说法中，错误的是（） A．生态系统中必不可少的生物成分是生产者和分解者 B．生态系统中的有毒物质是沿着食物链不断积累的 C．生态系统具有很强的自动调节能力，即使遭到严重破坏，也能较快恢复 D．生态系统中能量传递的效率是10%～20%
四 川 大 学 网 络 教 育 学 院 模 拟 题（A 卷） 1说明电力系统静态稳定的定义、分析方法以及小干扰分析法的步骤。（15分） 1. 试说明什么是正序等效定则，以及利用正序等效定则计算不对称短路的步骤。（10分） 2. 电压中枢点的调压方式有哪几种？这几种调压方式对调压范围的要求是如何规定的？（10分） 3. 电力系统接线如图1所示，f 1点发生接地短路，试做出系统的正序和零序等值网络。图中1~17为元件编号。（15分） 图 1 5．如图2所示简单系统，已知各元件参数如下：(S B =60MVA, V B =V av , k im =1.8) 发电机G ：60=N S MVA ，d X ''=0.11; 变压器T ：30=N S MVA ，Vs%=10.5; 线路L ：l =15km ，X=0.23Ω/km. 试求f 点发生三相短路时的冲击电流和短路功率有名值。（20分） 图 2 6．如图3所示简单电力系统，f 点发生单相短路，已知发电机G ：='d X 0.3，2X =0.2，=s T 10s ，变压器T-1：X=0.12, T-2：X=0.11；双回线路L ：1L X =0.20，=0L X 31L X 。试用等面积定则确定极限切除角。(电抗值均为统一基准下的标幺值。) （30分）
图 3 （A 卷）答案： 1．静态稳定性是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后，系统自动恢复到原始运行状态的能力。能恢复到原始运行状态，则系统是静态稳定的，否则系统江失去稳定。分析系统静态稳定性常采用的方法是小干扰法（小扰动方程，略）。小干扰法的分析步骤为： （1）列出各元件微分方程和网络方程 （2）对微分方程和网络方程进行线性化 （3）求线性化小扰动状态方程及其矩阵A （4）对给定运行情况进行潮流计算，求得A 矩阵各元素的值 （5）求A 矩阵的特征根，并以其实部符号判别系统的稳定性 2. 在简单不对称短路情况下，在正序网络短路点加入附加电抗(n )X ?，而其附加 电抗(n )X ?之后的三相短路电流即为对应不对称短路故障点电流的正序电流。 这就是不对称短路计算的正序等效定则。 计算不对称短路的步骤： （1）计算电力系统各元件参数； （2）正常情况下，求取各电源的次暂态电势’ ‘E 或短路点故障前瞬间正常 工作电压0a U (或称短路点的开路电压)，但如果采取近似计算可直接 取1.0； （3）制订不对称短路时的正、负、零序等值网络，从而求出∑∑∑210X X X 、、、 ，以及附加电抗)n X （? （4）将) n X （?串联在正序网络的短路点后，按计算三相短路的方法，计算 )n X （ ?后发生三相短路的电流，该电流就是不对称短路点的正序电流； （5）根据各序电流间的关系求取负序和零序电流，并可求取各序电压； （6）用对称分量法，由短路点各序电流和序电压计算短路点的不对称三相电流和三相电压。 3. 中枢点调压有三种方式：逆调压、顺调压和常调压。 (1) 逆调压
L11整车操纵稳定性仿真分析报告 （HB11A/HB12A） 编制（日期） 校对（日期） 审核（日期） 批准（日期） 简式国际汽车设计（北京）有限公司 L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A） 1.定半径稳态圆周试验 试验方法 HB11A处于满载状态，沿半径为40m的定半径圆周进行回转运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行回转运动，开始记录，然后缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超过m/s2），加速的同时调整方向盘转角以维持定半径圆周运动，这个过程中车辆不应超出车道m，直至不能维持稳态定半径圆周运动条件时或受发动机功率限制所能达到的最大侧向加速度为止。记录整个过程，建议使用满足试验条件的最高档位。试验按向左转和向右转两个方向进行，每次试验开始时车身应处于正中位置。 数据处理 “方向盘转角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。 图1 方向盘转角—侧向加速度（左转） 从图1 计算得到左转不足转向梯度为137o/g
图2 方向盘转角—侧向加速度（右转） 右转不足转向梯度为g，则HB11A平均不足转向梯度为g。 HB11A的角传动比约为，则不足转向梯度/转向系角传动比为g。 “质心侧偏角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。 图3 质心侧偏角——侧向加速度（左转） 左转侧偏角梯度为g。 图4 质心侧偏角——侧向加速度（右转） 右转侧偏角梯度为g，则HB11A平均侧偏角梯度为g。 “车身侧倾角——侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为时的曲线斜率。 图5 车身侧倾角——侧向加速度（左转） 左转侧倾角梯度为g。 图6 车身侧倾角—侧向加速度（右转） 右转侧倾角梯度为g，则HB11A平均侧倾角梯度为g。 2.方向盘转角阶跃输入试验 试验方法 HB11A处于满载状态，以70ｋｍ/ｈ的车速稳定直线行驶，开始记录数据，以尽可能快的速度(阶跃时间为转动方向盘，达到预定的转角，保持方向盘转角不变直至汽车恢复稳定状态，试验过程中油门踏板开度应尽可能保持不变。方向盘转角初始值是10°，每次增加5°，直到车辆达到附着极限，试验分为向左、向右两个方向进行。 数据处理 —方向盘转角滞后时间 横摆角速度达到50%稳态值时相对于方向盘转角达到50%阶跃值时的滞后时间。 图7 时横摆角速度—方向盘转角滞后时间 左转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为
L-腈化物稳定性试验报告 一、概述 L-腈化物是L-肉碱生产过程中的第一步中间体（第二步中间体：L-肉碱粗品；第三步中间体：L-肉碱潮品），由于L-肉碱生产工艺为间歇操作，即每生产一步中间体，生产完毕并出具合格检测报告后，存入中间体仓库，以备下一步生产投料所需。根据本公司L-肉碱产品的整个生产周期，L-腈化物入库后可能存放的最长时间为4周（约28天）。以此周期为时间依据制定了L-腈化物稳定性试验方案，用于验证L-腈化物在再试验期限内的各项质量指标数据的稳定性，并且能否符合L-腈化物的质量标准，此次稳定性试验的整个周期为28天，具体的稳定性试验方案以ICH药物稳定性指导原则为基础制定，以确保L-腈化化物稳定性试验的可操作性。 二、验证日期 2010年1月13日----2010年2月10日 三、验证方案 1）样品储存和包装： 考虑到L-腈化物今后的贮藏、使用过程，本次用于稳定性试验的样品批次与最终规模生产所用的L-腈化物的包装和放置条件相同。 2）样品批次选择：此次稳定性试验共抽取三批样品，且抽取样品的批次与最终规模生产时的合成路线和生产工艺相同
3）抽样频率和日期：从2010.1.13起，每隔7天取样一次，共取五次，具体日期为：2010.1.13、2010.1.20、2010.1.27、2010.2.3、2010.2.10，以确保试验次数足以满足L-腈化物的稳定性试验的需要。。 4）检测项目：根据L-腈化物的质量标准的规定，此次稳定性试验的检测项目共五项，分别为外观、氯含量、熔点、比旋度、干燥失重。这些指标 在L-腈化物的储存过程中可能会发生变化，且有可能影响其质量和有效 性。 5）试样来源和抽样：L-腈化物由公司102车间生产，经检测合格后储存于中间体仓库，本次稳定性试验的L-腈化物均取自于该中间体仓库，其抽 样方法和抽样量均按照L-腈化物抽样方案进行抽样。抽样完毕后直接进 行检测分析，并对检测结果进行登记，保存，作为稳定性数据评估的依 据。 四、稳定性试验数据变化趋势分析及评估 通过对三批L-腈化物的稳定性试验，对其物理、化学方面稳定性资料进行评价，旨在建立未来相似情况下，大规模生产出的L-腈化物是否适用现有的再试验期（28天）。批号间的变化程度是否会影响未来生产的L-腈化物在再试验期内是否仍符合其质量规范。本次试验数据以表格、图解的形式给出，从而对L-腈化物的稳定性数据进行有效的评估。
实验一控制系统的稳定性分析 一、实验目的 1．观察系统的不稳定现象。 2．研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。 二、实验仪器 1．自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 三、实验内容 系统模拟电路图如图 系统模拟电路图 其开环传递函数为: G（s）=10K/s(0.1s+1)(Ts+1) 式中K1=R3/R2，R2=100K，R3=0～500K；T=RC，R=100K，C=1f或C=0.1f两种情况。 四、实验步骤
1.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电 路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入，将纯积分电容两端连在模拟开关上。检查无误后接通电源。 2.启动计算机，在桌面双击图标[自动控制实验系统] 运行软件。 3.在实验项目的下拉列表中选择实验三[控制系统的稳定性分析] 5.取R3的值为50K，100K，200K，此时相应的K=10，K1=5，10，20。观察 不同R3值时显示区内的输出波形(既U2的波形)，找到系统输出产生增幅振荡时相应的R3及K值。再把电阻R3由大至小变化，即R3=200k，100k，50k，观察不同R3值时显示区内的输出波形, 找出系统输出产生等幅振荡变化的R3及K 值，并观察U2的输出波形。 五、实验数据 1模拟电路图
2．画出系统增幅或减幅振荡的波形图。C=1uf时： R3=50K K=5： R3=100K K=10
R3=200K K=20： 等幅振荡：R3=220k:
增幅振荡：R3=220k： R3=260k:
C=0.1uf时：R3=50k:
福鼎市白琳玄武岩矿山北坡地质灾害点治理后斜坡 稳定性评价报告 1、概况 1.1矿区概况 福鼎大嶂山玄武岩矿山位于福鼎城关193°方向，平距20km 处，隶属福鼎市白琳镇山后山村管辖。地理坐标：东经120°09′48.3″--120°10′24.6″，北纬27°9′16.3″--27°9′39″。矿山到白琳镇约5公里。由白琳镇到福鼎八尺门约10公里可与国道主干线沈海高速福鼎至宁德段高速公路相连；温州至福州铁路经过白琳；交通便利（详见交通位置图1）。 福鼎市 27° 省 20km 寿宁 泰顺 柘荣 周宁 往福州 福安市 宁德市 120° 120° 霞浦江 浙 交 通 位 置 图 图1 10 溪潭 南阳 三沙 下白石赛岐 溪南 沙江 长春 下浒 27° 三都澳 福 宁 高 速 路 福安连接线 湾坞 往古田 往屏南 白琳 秦屿 沙埕 苍南 往政和 嵛山 白岩 东海 弃渣场位置 温福 铁路
1.2矿山北坡地质灾害点概况 福鼎白琳玄武岩矿山开发建设始于20世纪80年代初期，由3家公司于不同位置分别对白琳玄武岩体进行掠夺性开采。采区按地理位置分为北坡采场、东坡采场和南坡采场。1997年以前，由于无序开采和监管缺失，北坡采场剥离层剥离后形成的大量废石土就地堆弃于邻近采场的北坡冲沟内。随着时间的推移，无序开采造成白琳玄武岩矿山北坡的废石土超量排放。期间最大排放的废石土总量超过200万m3，大大超出北坡地质环境承载能力。由于北坡废石土的超量排放，致使北坡内及边缘曾多次发生小规模滑坡地质灾害。最为严重是于1998年2月18日受强降雨影响，北坡地质灾害点发生大面积的山体滑坡，滑坡规模在100万m3以上，由于大规模滑坡堵塞沟谷，影响场地内大气降水的自然排泄，并由于进一步引发大规模的泥石流地质灾害，造成18人员死亡、村落毁灭和公路毁坏交通中断的重大事故。泥石流的流通区长度达1km以上，堆积区长度达1km。此后，通过福鼎市政府干预，对矿山无序开采进行整顿，对3个采场进行整合，由福建白琳玄武石材有限公司通过组织白琳玄武岩的开采、经营，并择址建设南坡排土场，集中排放矿山建设、开采所形成的废石土。由于北坡弃碴系历史原因形成，福鼎玄武石材有限公司成立后未对北坡碴进行根本性治理。 2010年12月，受持续强降雨影响，白琳玄武岩矿山北坡临近采场的陡坡坡顶面以及矿山道路路面等出路弃碴的地段出现多道长30～50m，宽度5～15cm，深度0.3～1.5m的裂缝，局部裂缝下错约0.2～0.3m。陡坡坡底的缓坡地段也出现多道长20～30m，宽度5～10cm，深度0.3～1.5m的裂缝，局部裂缝下错约0.1～0.3m。随后裂缝灾害的空间进一步发展，于北坡西侧的冲
第四章路基边坡稳定性分析 一、名词解释 1.工程地质法：经过长期的生产实践和大量的资料调查，拟定不同土的类别及其所处状态下的边坡稳定值参考数据；在实际工程边坡设计时，将影响边坡稳定的因素作比拟，采用类似条件下的稳定边坡值作为设计值的边坡稳定分析方法。 2.圆弧法：假定滑动面为一圆弧，将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条，依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力，然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性性系数的边坡稳定分析方法。 3.力学法（数解）：假定几个不同的滑动面，按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析，从中找出极限滑动面，按此极限滑动面的稳定程度来判断边坡稳定性的边坡稳定分析方法。 4.力学法（表解）：在计算机和图解分析的基础上，制定成待查的参考数据表格，用查找参考数据表的方法进行边坡稳定性分析的边坡稳定分析方法。 5.圆心辅助线：为了较快地找到极限滑动面，减少试算工作量，根据经验而确定的极限滑动圆心位置搜索直线。 二、简答题 1.简述边坡稳定分析的基本步骤。 答：（1）边坡破裂面力学分析，包括滑动力（或滑动力矩）和抗滑力（或抗滑力矩）；（2）通过公式推导给出滑动力和抗滑力的具体表达式； （3）分别给出滑动力和抗滑力代数和表达式，按照定义给出边坡稳定系数表达式； （4）通过破裂面试算法或极小值求解法获得最小稳定系数及其对应最危险破裂面； （5）依据最小稳定系数及其容许值，判定边坡稳定性。 2.简述圆弧法分析边坡稳定性的原理。 答：基本原理为静力矩平衡。 （1）假设条件：土质均匀，不计滑动面以外土体位移所产生作用力； （2）条分方法：计算考虑单位长度，滑动体划分为若干土条，分别计算各个土条对于滑动圆心的滑动力矩和抗滑力矩； （3）稳定系数：抗滑力矩与滑动力矩比值。 （4）判定方法：依据最小稳定系数判定边坡稳定性。 3.简述直线滑动面法和圆弧滑动面法各自适用条件？ 答：直线滑动面法适用于砂类土。砂类土边坡渗水性强，粘性差，边坡稳定主要靠内摩擦力支承，失稳土体滑动面近似直线形态。
第5章 “控制系统的李雅普诺夫稳定性分析”练习题及 答案 5.1 判断下列函数的正定性 1) 222 1231213()2322V x x x x x x x =++-+x 2) 222 123121323()82822V x x x x x x x x x =++-+-x 3) 22 131223()2V x x x x x x =+-+x 解 1) T T 211()130101V A -?? ??==-?????? x x x x x , 因为顺序主子式 21 20, 50,1 3 ->=>- 211130201 1 --=> 所以0>A ，()V x 为正定函数。 2) T T 841()421111V -?? ??==--????-?? x x Ax x x , 因为主子式 8481218,2,10, 0, 70, 10,4 2 11 1 1 -->==>=>-- 8 41 4 211644216801 1 1 ---=++---<- 所以A 不定，()V x 为不定函数。 3) T T 1212110()1001V -?? ??==-?? ???? x x Ax x x , 因为顺序主子式 11 10, 10,1 ->=-<- 12 12 110110 0104 1 --=-- <
所以A 为不定矩阵，()V x 为不定函数。 5.2 用李雅普诺夫第一方法判定下列系统在平衡状态的稳定性。 2211211222 21221 2()() x x x x x x x x x x x x =-+++=--++ 解 解方程组 221211222 12212 ()0 ()0x x x x x x x x x x ?-+++=?--++=?只有一个实孤立平衡点（0，0）。 在（0，0）处将系统近似线性化，得** 1111x x -??=? ?--?? ，由于原系统为定常系统，且 矩阵1111-?? ??--?? 的特征根1s i =-±均具有负实部， 于是根定理5.3可知系统在原点（0，0）附近一致渐近稳定。 5.3 试用李雅普诺夫稳定性定理判断下列系统在平衡状态的稳定性。 1123-?? =?? -?? x x 解 由于题中未限定利用哪一种方法，且系统为线性定常系统，所以利用李雅普 诺夫第一方法比较合适。经计算知矩阵1123-?? ?? -?? 的特征根为20-±<。由于第一方法关于线性系统稳定性的结果是的全局性的，所以系统在原点是大范围渐近稳定的。 5.4 设线性离散时间系统为 010(1)001() m>0020k k m ?? ??+=?? ???? x x 试求在平衡状态系统渐近稳定的m 值范围。 解 方法1 令,=Q I 建立离散系统李雅普诺夫方程T -=-G PG P Q ，得